Состояние. Переход системы из одного состояния в другое называется процессом

СОСТОЯНИЕ

СОСТОЯНИЕ

категория науч. познания, характеризующая движущейся материи к проявлению в различных формах с присущими им существ. свойствами и отношениями. «...Всё и вся бывает как "в себе", так и "для других" в отношении к другому, превращаясь из одного состояния в другое» (Ленин В. И., ПСС , т. 29, с. 97) . С помощью С. выражается изменения и развития вещей и явлений, который в конечном итоге сводится к изменению их свойств и отношений. Совокупность таких свойств и отношений определяет С. вещи или явления. Поэтому характеристика С. вещей и их систем имеет важнейшее для раскрытия их сущности.

Категория С. сложилась в антич. философии. У Аристотеля она выступает в качестве одной из важнейших категорий, тесно связанной с сущностью н отношением. В время в ньютоновской механике С. рассматривалось как экстенсивная (количеств.) характеристика движения.

В совр. науке С. служит интегральной характеристикой различных систем. Через С. определяются исходные принципы и понятия теории информации и кибернетики. Напр., связана с устранением неопределённости в С. системы и определяется разнообразием её возможных С.

Философский энциклопедический словарь. - М.: Советская энциклопедия . Гл. редакция: Л. Ф. Ильичёв, П. Н. Федосеев, С. М. Ковалёв, В. Г. Панов . 1983 .

СОСТОЯНИЕ

Философский энциклопедический словарь . 2010 .

СОСТОЯНИЕ

СОСТОЯНИЕ - совокупность основных параметров и характеристик какого-либо объекта, явления или процесса в оп

ределенный момент (или интервал) времени. Бытие этого объекта, явления или процесса выступает как , последовательная смена его состояний. Понятие состояния имеет исключительно широкое применение. Так, говорят о газообразном состоянии вещества, о состоянии движения тела, о болезненном состоянии человека, о состоянии морали в обществе и т. п.

Особенно существенно понятие для характеристики динамических систем. Оно предстает как в некоторый момент времени параметров (свойств), определяющих и развитие системы. Законы динамики систем и есть законы взаимосвязи состояний во времени. Связь состояний принято характеризовать как принципа причинности: некоторое исходное состояние системы в сочетании с внешними воздействиями, которые испытывает в рассматриваемый промежуток времени, есть его последующих состояний. Понятие состояния является центральным при изучении изменений, движения и развития объектов и систем. Решение конкретных исследовательских задач основывается, с одной стороны, на знании и применении соответствующих законов, а с , - на задании начальных условий. “Мир очень сложен, - отмечал Е. Вигнер, - и человеческий явно не в состоянии полностью постичь его. Именно поэтому придумал искусственный прием - в сложной природе мира винить то, что принято называть случайным, - и т. о. смог выделить область, которую можно описать с помощью простых закономерностей. Сложности получили начальных условий, а то, что абстрагировано от случайного, - законов природы. Каким бы искусственным ни казалось подобное разбиение мира при самом беспристрастном подходе и даже вопреки тому, что его осуществления имеет свои пределы, лежащая в основе такого разбиения принадлежит к числу наиболее плодотворных идей, выдвинутых человеческим разумом. Именно она позволила создать естественные науки” (Вигнер Е. Этюды о симметрии. М., 1971, с. 9). Задание начальных условий и есть по существу задание некоторого исходного состояния исследуемой системы, что необходимо для ее дальнейшего анализа.

При определении начального (исходного) состояния нужно учитывать законы взаимосвязей параметров систем, наличие которых приводит к тому, что для описания исходного состояния необходимо задать значения только независимых параметров. Следует, однако, учитывать, что между параметрами систем существуют и субординационные, иерархические зависимости. Для описания состояний особенно сложных, многоуровневых систем необходимо задать и структуру, структурные характеристики. Так, в статистических системах состояния определяются не путем задания характеристик отдельных элементов или индивидуальных состояний каждого элемента, а на языке вероятностных распределений - через характеристику вида, типа распределений. В сложных системах состояния определяются на основе более общих характеристик, относящихся к более высоким уровням организации систем. Тем самым представления о состояниях соотносятся с анализом глубинных свойств исследуемых систем.

Понятие состояния является одним из ключевых для характеристики нелинейных систем и взаимодействий. Свойства нелинейных систем зависят от их состояния. Их важнейшая особенность - нарушение в них принципа суперпозиции: одного из воздействий в присутствии другого оказывается не таким, каким он был бы, если бы это другое воздействие отсутствовало. Иначе говоря, причин приводит к аддитивности следствий. В нелинейных же системах результат ряда воздействий на систему (ее итоговое состояние) определяется не простым суммированием наличных воздействий, но и их взаимовлиянием. Нелинейными являются практически все физические системы; еще более это характерно для химических, биологических и социальных систем, которым присущи качественные преобразования. Поведение систем с возрастанием их сложности все сильнее определяется их внутренней динамикой, которая порождает процессы самоорганизации. Состояния систем изменяются под влиянием не только внешних воздействий, но и по внутренним основаниям. Акцент на этих внутренних основаниях находит выражение в том, что первостепенное начинает уделяться таким понятиям и представлениям как неустойчивость, неравновесность, необратимость, самоусиление процессов, бифуркации, многовариантность путей изменения и развития.

Ю. В. Сачков

Новая философская энциклопедия: В 4 тт. М.: Мысль . Под редакцией В. С. Стёпина . 2001 .

Синонимы :

Смотреть что такое "СОСТОЯНИЕ" в других словарях:

состояние - Состояние изделия, которое может привести к тяжелым последствиям: травмированию людей, значительному материальному ущербу или неприемлемым экологическим последствиям. Источник: ГОСТ Р 53480 2009: Надежность в технике. Термины и определения ориги … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

СОСТОЯНИЕ, состояния, ср. 1. только ед. Пребывание в каком нибудь положении (книжн.). Состояние в кадровых войсках. 2. Положение, в котором кто нибудь или что нибудь находится. Быть в состоянии войны с кем нибудь. «Война для капиталистических… … Толковый словарь Ушакова

СОСТОЯНИЕ - (1) аморфное (рентгеноаморфное) состояние твёрдого вещества, в котором нет кристаллической структуры (атомы и молекулы расположены беспорядочно), оно изотропно, т. е. имеет одинаковые физ. свойства по всем направлениям и не имеет чёткой… … Большая политехническая энциклопедия

Бизнес * Банкротство * Бедность * Благополучие * Богатство * Воровство * Выгода * Деньги * Долги * Скупость * Золото * Игра * Идея * Конкуренция * Планирование * Прибыль * … Сводная энциклопедия афоризмов

состояние - Ваши чувства, ваше настроение. Единство неврологических и физических процессов, протекающих в индивидууме в любой момент времени. Состояние, в котором мы находимся, оказывает влияние на наши способности и интерпретации опыта. Целостный феномен… … Большая психологическая энциклопедия

См. добро, имущество, положение, сословие быть в состоянии что л. сделать, в состоянии легкого опьянения, приводить в цветущее состояние, расстроить состояние... Словарь русских синонимов и сходных по смыслу выражений. под. ред. Н. Абрамова, М.:… … Словарь синонимов

СОСТОЯНИЕ, я, ср. 1. см. состоять. 2. Положение, внешние или внутренние обстоятельства, в к рых находится кто что н. В состоянии войны. С. погоды. С. здоровья. В состоянии покоя. 3. Физическое самочувствие, а также расположение духа, настроение.… … Толковый словарь Ожегова

Англ. situation(1, 4)/ condition(2)/status(3); нем. Zustand. 1. Характеристика любой системы, отражающая ее положение относительно координатных объектов среды. 2. Физическое самочувствие, настроение. 3. Соц. положение, звание. 4. Имущество,… … Энциклопедия социологии

Нестояния. Жарг. мол. Шутл. ирон. 1. О сильном опьянении. 2. О сильной усталости. Максимов, 398 … Большой словарь русских поговорок

Для критически настроенного человека весьма интересными и полезными могут оказаться наблюдения за тем, как при переходе людей из одного состояния в другое меняются их физиологические характеристики. Например, поза и тон голоса могут меняться практически мгновенно. Наблюдая за другими, вы сможете многое открыть в самом себе, особенно если до сих пор вы считали, что лишены творческой энергии или что вам не хватает реализма, или что вы плохой организатор. Вы можете несколько модифицировать модель стратегии Диснея – например, у себя дома используйте различные комнаты или кресла для обозначения разных позиций. Но помните о необходимости соблюдения следующих важных правил НЛП:

Каждой позиции должен соответствовать некий осязаемый «якорь», такой, чтобы он неизменно ассоциировался у вас с определенным состоянием (так же, как любимое кресло ассоциируется у вас с отдыхом).

Прежде чем войти в какое-то новое состояние, выйдите из предыдущего (поэтому целесообразно использовать для различных состояний и разные положения в пространстве). В противном случае существует опасность прихватить с собой элементы прежнего состояния при переходе в новое, «сесть на два стула сразу».

Как можно больше практикуйтесь (так же, как и при освоении любой другой техники) и будьте гибкими. Модель стратегии Диснея можно применять в самых различных случаях – и по отношению к людям, и по отношению к процессам, медленным или быстропротекающим.

Все это не более чем модели и приемы, на практике же вы вольны думать так, как считаете нужным, и менять точку зрения по своему усмотрению. Цель проведенного выше упражнения – помочь вам научиться в случае необходимости мгновенно переходить из одного состояния в другое (например, в случае внезапной опасности). Если вы сумеете представить себя входящим в какую-то определенную комнату или сидящим в каком-то определенном кресле, эти представления смогут вызвать у вас такие же ассоциации, как и реальные физические действия. Умение создавать для себя подобные подкрепляющие «якоря» является необходимым условием процесса обучения.

Моделируем себя самого

Ранее мы рассматривали моделирование как выявление стратегий деятельности людей, достигших совершенства в какой-либо области, и воспроизведение этих стратегии в своей деятельности. Модель стратегии Диснея, однако, наглядно показывает, что мы можем основываться и на собственных воспоминаниях. Внутри любого из нас находятся мечтатель, реалист и критик, которые при определенных условиях могут действовать нам во благо. Таким образом, каждый из нас располагает внутренними ресурсами, необходимыми для повышения эффективности своей деятельности. Если вы когда-нибудь имели сильную побудительную мотивацию, были уверены в себе, если вам казалось, что все зависит только от вас, если вы были изобретательными, настойчивыми и готовыми к осмысленному риску, тогда вам не нужно искать пример для подражания Просто перенесите одну из своих эффективных стратегий в новую сферу деятельности. Например, из области спорта – в профессиональную сферу. Успешность в работе перенесите домой, из частной жизни – в общественную, и наоборот. Научитесь оценивать достоинства эффективных стратегий вне зависимости от тех или иных конкретных обстоятельств.

Подобно рецепту миндального пирожного или правилам перехода через улицу, стратегии могут быть использованы всеми. Необходимым условием личной успешности является умение находить в наибольшей степени подходящие вам стратегии в своем личном опыте или в опыте других людей. И отбрасывать те стратегии, которые недостаточно эффективны для достижения стоящих перед вами в данный момент целей.

В умении использовать модели для изменения стратегий заключается суть так называемого ускоренного обучения. Мы можем существенно ускорить обычно довольно вялотекущий процесс обучения, применив собственные эффективные стратегии. Так же мы можем использовать опыт других. Хотя, конечно, при этом не приходится рассчитывать на то, чтобы сразу же достичь их уровня. Каждый из нас способен научиться пользоваться обеими половинами своего мозга, более эффективно использовать внутренние ресурсы и таким образом добиваться исключительных успехов.

Часть пятая
Творческий подход к решению проблем

Глава 13
Использование для мышления обоих полушарий головного мозга

Стадии процесса мышления

Рассмотрение стадий мышления может оказаться весьма полезным. Эти стадии не обязательно должны быть строго последовательными, но нам важно знать, каким образом действуют различные «операционные» системы головного мозга и каким образом индивидуальный процесс мышления соотносится с универсальными мыслительными стратегиями.

Подготовка

Стадия подготовки соответствует этапу планирования какого-либо проекта и включает в себя определение проблемы, сбор данных и принятие основных допущений. Эта стратегия во многом сходна с первой стадией четырехзвенной циклической модели успеха, рассмотренной нами в части первой, на которой вы решаете, что, собственно, вам нужно и какова ваша цель. На этом этапе следует сформулировать вашу цель в письменном виде, а затем использовать технику визуализации для того, чтобы как можно более полно ощутить желаемый результат и отразить его в формулировке цели.

Мы уже говорили о том, насколько важно иметь четкое представление о желаемом результате в процессе общения. То же самое справедливо и в отношении процесса решения проблем. Задайте сами себе вопрос: «Чего именно я хотел бы добиться?» Суть «проблемы» общения, так же как и любой другой, заключается в преодолении разрыва между вашим нынешним и желаемым состоянием (при помощи обмена информацией, убеждения, получения ответов на вопросы и т. п.)

Анализ

На этой стадии следует заглянуть в глубь проблемы, учесть все плюсы, взвесить все «за» и «против» К сожалению, довольно часто решение проблемы сводят к анализу ее частей и работе над ними. Анализ определенных сторон вопроса в ущерб целостному представлению связан с деятельностью левого полушария головного мозга. Этот процесс носит линейный характер, логическая схема выглядит примерно следующим образом «Если А, то Б».

К несчастью, чем дальше вы продвигаетесь по этому пути, тем труднее вам становится признать правомочность какого-либо иного, не линейного типа мышления. Преимущество линейного типа мышления состоит в том, что на его основе можно создавать алгоритмы, используемые при разработке разного рода методов и систем. Недостаток же этого типа мышления состоит в том, что с его помощью невозможно решить такие проблемы, перед которыми бессильны различные логически выстроенные «системы» и компьютерные программы. Такие проблемы слишком сложны и во многом зависят от «человеческого» фактора.

Определение

Агрегатные состояния вещества (от латинского aggrego -- присоединяю, связываю) -- это состояния одного и того же вещества твердое, жидкое, газообразное.

При переходе из одного состояния в другое происходит скачкообразное изменение энергии, энтропии, плотности и других характеристик вещества.

Твердые и жидкие тела

Определение

Твердыми телами называются тела, отличающиеся постоянством формы и объема.

В них межмолекулярные расстояния малы и потенциальная энергия молекул сравнима с кинетической. Твёрдые тела делятся на два вида: на кристаллические и аморфные. В состоянии термодинамического равновесия пребывают лишь кристаллические тела. Аморфные же тела по сути представляют метастабильные состояния, которые по своему строению приближаются к неравновесным, медленно кристаллизующимся жидкостям. В аморфном теле идет очень медленный процесс кристаллизации, процесс постепенного перехода вещества в кристаллическую фазу. Отличие кристалла от аморфного твёрдого тела заключается прежде всего в анизотропии его свойств. Свойства кристаллического тела зависят от направления в пространстве. Различного рода процессы, такие как теплопроводность, электропроводность, свет, звук, распространяются в различных направлениях твёрдого тела по-разному. Аморфные же тела (стекло, смолы, пластмассы) изотpопны, как и жидкости. Отличие аморфных тел от жидкостей состоит только в том, что последние текучи, в них невозможны статические деформации сдвига.

Кристаллические тела обладают правильным молекулярным строением. Именно правильному строению кристалла обязана анизотропия его свойств. Правильное расположение атомов кристалла образует так называемую кристаллическую решётку. В различных направлениях расположение атомов в решётке различно, что и ведет к анизотропии. Атомы (или ионы, или целые молекулы) в кристаллической решётке совершают беспорядочное колебательное движение около средних положений, которые и рассматриваются как узлы кристаллической решётки. Чем больше температура, тем больше энергия колебаний, а следовательно, и средняя амплитуда колебаний. В зависимости от амплитуды колебаний находится размер кристалла. Рост амплитуды колебаний ведет к росту размеров тела. Так объясняется тепловое расширение твёрдых тел.

Определение

Жидкими называют тела, которые имеют определенный объем, но не имеют упругости формы.

Жидкости отличаются сильным межмолекулярным взаимодействием и малой сжимаемостью. Жидкость занимает промежуточное положение между твёрдым телом и газом. Жидкости, как и газы, изотpопны. Кроме того, жидкость обладает текучестью. В ней, как и в газах, отсутствуют касательные напряжения (напряжения на сдвиг) тел. Жидкости тяжелы, т.е. их удельные веса сравнимы с удельными весами твёрдых тел. Вблизи температур кристаллизации их теплоемкости и другие тепловые характеристики близки к соответствующим характеристикам твёрдых тел. В жидкостях наблюдается до известной степени правильное расположение атомов, но лишь в малых областях. Здесь атомы тоже совершают колебательное движение возле узлов квазикpисталлической ячейки, но в отличие от атомов твёрдого тела они время от времени перескакивают от одного узла к другому. В результате движение атомов будет весьма сложным: оно колебательное, но вместе с тем центр колебаний перемещается в пространстве.

Газ, испарение, конденсация и плавление

Определение

Газ -- такое состояние вещества, в котором расстояния между молекулами велики.

Силами взаимодействия между молекулами при невысоких давлениях можно пренебречь. Частицы газа заполняют весь объем, который предоставлен газу. Газы можно рассматривать как сильно перегретые или ненасыщенные пары. Особым видом газа является плазма -- это частично ли полностью ионизированный газ, в котором плотности положительных и отрицательных зарядов практически одинаковы. Плазма представляет собой газ из заряженных частиц, которые взаимодействуют между собой с помощью электрических сил на большом расстоянии, но не имеют ближнего и дальнего расположения частиц.

Вещества могут переходить из одного агрегатного состояния в другое.

Определение

Испарение -- это процесс изменения агрегатного состояния вещества, при котором с поверхности жидкости или твердого тела вылетают молекулы, кинетическая энергия которых превышает потенциальную энергию взаимодействия молекул.

Испарение -- это фазовый переход. При испарении часть жидкости или твердого тела переходит в пар. Вещество в газообразном состоянии, находящееся в динамическом равновесии с жидкостью называется насыщенным паром. При этом изменение внутренней энергии тела:

\[\triangle \ U=\pm mr\ \left(1\right),\]

где m -- масса тела, r -- удельная теплота парообразования (Дж/кг).

Определение

Конденсация -- процесс, обратный парообразованию.

Расчет изменения внутренней энергии происходит по формуле (1).

Определение

Плавление -- процесс перехода вещества из твердого состояния в жидкое, процесс изменения агрегатного состояния вещества.

Когда вещество нагревают увеличивается его внутренняя энергия, следовательно, увеличивается скорость теплового движения молекул. В том случае, если достигнута температура плавления вещества, то кристаллическая решетка твердого тела начинает разрушаться. Связи между частицами разрушаются, возрастает энергия взаимодействия между частицами. Теплота, передаваемая телу, идет на увеличении внутренней энергии этого тела, и часть энергии идет на совершение работы по изменению объема тела при его плавлении. У большинства кристаллических тел объем увеличивается при плавлении, но есть исключения, например, лед, чугун. Аморфные тела не имеют определенной температуры плавления. Плавление является фазовым переходом, который сопровождается скачкообразным изменением теплоемкости при температуре плавления. Температура плавления зависит от вещества и она не изменяется в ходе процесса. При этом изменение внутренней энергии тела:

\[\triangle U=\pm m\lambda \left(2\right),\]

где $\lambda $ -- удельная теплота плавления (Дж/кг).

Процесс обратный плавлению - кристаллизация. Расчет изменения внутренней энергии происходит по формуле (2).

Изменение внутренней энергии каждого тела системы в случае нагревания или охлаждения можно рассчитать по формуле:

\[\triangle U=mc\triangle T\left(3\right),\]

где c - удельная теплоемкость вещества, Дж/(кгК), $\triangle T$- изменение температуры тела.

При изучении переходов веществ из одних агрегатных состояний в другие невозможно обойтись без так называемого уравнения теплового баланса , которое гласит: суммарное количество теплоты, которое выделяется в теплоизолированной системе, равно количеству теплоты (суммарному), которое в этой системе поглощается.

По своему смыслу, уравнение теплового баланса -- это закон сохранения энергии для процессов теплообмена в термоизолированных системах.

Пример 1

Задание: В теплоизолированном сосуде находятся вода и лед при температуре $t_i= 0^oС$. Масса воды ($m_{v\ })$ и льда ($m_{i\ })$ соответственно равны 0,5 кг и 60 гр. В воду впускается водяной пар массой $m_{p\ }=$10 гр. при температуре $t_p= 100^oС$. Какой станет температура воды в сосуде после установления теплового равновесия? Теплоемкость сосуда не учитывать.

Решение: Определим, какие процессы происходят в системе, какие агрегатные состояния вещества мы имели и какие получили.

Водяной пар конденсируется, отдавая тепло.

Это тепло идет на плавление льда и, возможно, нагрев имеющейся и полученной изо льда воды.

Проверим сначала, какое количество теплоты выделяется при конденсации имеющейся массы пара:

здесь из справочных материалов имеем $r=2,26 10^6\frac{Дж}{кг}$- удельная теплота парообразования (применима и для конденсации).

Для плавления льда необходимо тепла:

здесь из справочных материалов имеем $\lambda =3,3\cdot 10^5\frac{Дж}{кг}$- удельная теплота плавления льда.

Получаем, что пар отдает тепла больше, чем требуется, только для расплавления имеющегося льда, следовательно уравнение теплового баланса запишем в виде:

Теплота выделяется при конденсации пара массой $m_{p\ }$ и остывании воды, которая образуется из пара от температуры $T_p$ до искомой T. Теплота поглощается при плавлении льда массой $m_{i\ }$ и нагревании воды массой $m_v+m_i$ от температуры $T_i$до $T.\ $ Обозначим $T-T_i=\triangle T$, для разности $T_p-T$ получим:

Уравнение теплового баланса приобретет вид:

\ \ \[\triangle T=\frac{rm_{p\ }+cm_{p\ }100-лm_{i\ }}{c\left(m_v+m_i+m_{p\ }\right)}\left(1.6\right)\]

Проведем вычисления, учитывая, что теплоемкость воды табличная $c=4,2\cdot 10^3\frac{Дж}{кгК}$, $T_p=t_p+273=373K,$ $T_i=t_i+273=273K$:

$\triangle T=\frac{2,26\cdot 10^6\cdot 10^{-2}+4,2\cdot 10^3\cdot 10^{-2}10^2-6\cdot 10^{-2}\cdot 3,3\cdot 10^5}{4,2\cdot 10^3\cdot 5,7\cdot 10^{-1}}\approx 3\left(К\right)$тогда T=273+3=276 (K)

Ответ: Температура воды в сосуде после установления теплового равновесия станет равна 276 К.

Пример 2

Задание: На рисунке показан участок изотермы, отвечающий переходу вещества из кристаллического в жидкое состояние. Что соответствует этому участку на диаграмме p,T?

Вся совокупность состояний, изображенных на диаграмме p,V горизонтальным отрезком прямой на диаграмме p,T изображается одной точкой, определяющей значения p и T, при которых осуществляется переход из одного агрегатного состояния в другое.

Агрегатное состояние вещества

Вещество – реально существующая совокупность частиц, связанных между собой химическими связями и находящихся при определенных условиях в одном из агрегатных состояний. Любое вещество состоит из совокупности очень большого числа частиц: атомов, молекул, ионов, которые могут объединяться между собой в ассоциаты, называемые также агрегатами или кластерами. В зависимости от температуры и поведения частиц в ассоциатах (взаимное расположение частиц, их число и взаимодействие в ассоциате, а также распределение ассоциатов в пространстве и их взаимодействии между собой) вещество может находиться в двух основных агрегатных состояниях – кристаллическом (твердом) или газообразном, и в переходных агрегатных состояниях – аморфном (твердом), жидкокристаллическом, жидком и парообразном. Твердое, жидкокристаллическое и жидкое агрегатные состояния являются конденсированными, а парообразное и газообразное – сильно разряженными.

Фаза – это совокупность однородных микрообластей, характеризующихся одинаковой упорядоченностью и концентрацией частиц и заключенных в макроскопическом объеме вещества, ограниченном поверхностью раздела. В таком понимании фаза характерна только для веществ, находящихся в кристаллическом и газообразном состояниях, т.к. это однородные агрегатные состояния.

Метафаза – это совокупность разнородных микрообластей, отличающихся друг от друга степенью упорядоченности частиц или их концентрацией и заключенных в макроскопическом объеме вещества, ограниченном поверхностью раздела. В таком понимании метафаза характерна только для веществ, находящихся в неоднородных переходных агрегатных состояний. Разные фазы и метафазы могут смешиваться между друг с другом, образуя одно агрегатное состояние, и тогда между ними нет поверхности раздела.

Обычно не разделяют понятия «основное» и «переходное» агрегатные состояния. Понятия «агрегатное состояние», «фаза» и «мезофаза» часто используют как синонимы. Целесообразно рассматривать для состояния веществ пять возможных агрегатных состояний: твердое, жидкокристаллическое, жидкое, парообразное, газообразное. Переход одной фазы в другую фазу называют фазовым переходом первого и второго рода. Фазовые переходы первого рода характеризуются:

Скачкообразным изменением физических величие, описывающих состояние вещества (объем, плотность, вязкость и т.д.);

Определенной температурой, при которой совершается данный фазовый переход

Определенной теплотой, характеризующий данный переход, т.к. рвутся межмолекулярные связи.

Фазовые переходы первого рода наблюдаются при переходе из одного агрегатного состояния в другое агрегатное состояние. Фазовые переходы второго рода наблюдаются при изменении упорядоченности частиц в пределах одного агрегатного состояния, характеризуются:

Постепенное изменение физических свойств вещества;

Изменение упорядоченности частиц вещества под действием градиента внешних полей или при определенной температуры, называемой температурой фазового перехода;

Теплота фазовых переходов второго рода равна и близка к нулю.

Главное различие фазовых переходов первого и второго рода заключается в том, что при переходах первого рода, прежде всего, изменяется энергия частиц системы, а в случае переходов второго рода – упорядоченность частиц системы.

Переход вещества из твердого состояния в жидкое называется плавлением и характеризуется температурой плавления. Переход вещества из жидкого в парообразное состояние называется испарением и характеризуется температурой кипения. Для некоторых веществ с небольшой молекулярной массой и слабым межмолекулярным взаимодействием возможен непосредственный переход из твердого состояния в парообразное, минуя жидкое. Такой переход называется сублимацией. Все перечисленные процессы могут протекать и в обратном направлении: тогда их называют замерзанием, конденсацией, десублимацией.

Вещества, не разлагающиеся при плавлении и кипении, могут находиться в зависимости от температуры и давления во всех четырех агрегатных состояниях.

Твердое состояние

При достаточно низкой температуре практически все вещества находятся в твердом состоянии. В этом состоянии расстояние между частицами вещества сопоставимы с размерами самих частиц, что обеспечивает их сильное взаимодействие и значительное превышение у них потенциальной энергии над кинетической энергией.. Движение частиц твердого вещества ограничено только незначительными колебаниями и вращениями относительно занимаемого положения, а поступательное движение у них отсутствует. Это приводит к внутренней упорядоченности в расположении частиц. Поэтому для твердых тел характерна собственная форма, механическая прочность, постоянный объем (они практически несжимаемы). В зависимости от степени упорядоченности частиц твердые вещества разделяются на кристаллические и аморфные.

Кристаллические вещества характеризуются наличием порядка в расположении всех частиц. Твердая фаза кристаллических веществ состоит из частиц, которые образуют однородную структуру, характеризующуюся строгой повторяемостью одной и той же элементарной ячейки во всех направлениях. Элементарная ячейка кристалла характеризует трехмерную периодичность в расположении частиц, т.е. его кристаллическую решетку. Кристаллические решетки классифицируются в зависимости от типа частиц, составляющих кристалл, и от природы сил притяжения между ними.

Многие кристаллические вещества в зависимости от условий (температура, давление) могут иметь разную кристаллическую структуру. Это явление называется полиморфизмом. Общеизвестные полиморфные модификации углерода: графит, фуллерен, алмаз, карбин.

Аморфные (бесформенные) вещества. Это состояние характерно для полимеров. Длинные молекулы легко изгибаются и переплетаются с другими молекулами, что приводит к нерегулярности в расположении частиц.

Отличие аморфных частиц от кристаллических:

изотропия – одинаковость физических и химических свойств тела или среды по всем направлениям, т.е. независимость свойств от направления;

отсутствие фиксированной температуры плавления.

Аморфную структуру имеют стекло, плавленый кварц, многие полимеры. Аморфные вещества менее устойчивы, чем кристаллические, и поэтому любое аморфное тело со временем может перейти в энергетически более устойчивое состояние – кристаллическое.

Жидкое состояние

При повышении температуры энергия тепловых колебаний частиц возрастает, и для каждого вещества имеется температура, начиная с которой энергия тепловых колебаний превышает энергию связей. Частицы могут совершать различные движения, смещаясь относительно друг друга. Они еще остаются в контакте, хотя правильная геометрическая структура частиц нарушается – вещество существует в жидком состоянии. Вследствие подвижности частиц для жидкого состояния характерны броуновское движение, диффузия и летучесть частиц. Важным свойством жидкости является вязкость, которая характеризует межассоциатные силы, препятствующие свободному течению жидкости.

Жидкости занимают промежуточное положение между газообразным и твердым состоянием веществ. Более упорядочная структура, чем газ, но менее чем твердое вещество.

Паро – и газообразное состояния

Паро-газообразное состояние обычно не различают.

Газ – это сильно разряженная однородная система, состоящая из отдельных молекул, далеко отстоящих друг от друга, которую можно рассматривать как единую динамическую фазу.

Пар - это сильно разряженная неоднородная система, представляющая собой смесь молекул и неустойчивых небольших ассоциатов, состоящих из этих молекул.

Молекулярно-кинетическая теория объясняет свойства идеального газа, основываясь на следующих положениях: молекулы совершают непрерывное беспорядочное движение; объем молекул газа пренебрежимо мал по сравнению с межмолекулярными расстояниями; между молекулами газа не действуют силы притяжения или отталкивания; средняя кинетическая энергия молекул газа пропорциональна его абсолютной температуре. Вследствие незначительности сил межмолекулярного взаимодействия и наличия большого свободного объема для газов характерны: высокая скорость теплового движения и молекулярной диффузии, стремление молекул занять как можно больший объем, а также большая сжимаемость.

Изолированная газофазная система характеризуется четырьмя параметрами: давлением, температурой, объемом, количеством вещества. Связь между данными параметрами описывается уравнением состояния идеального газа:

R = 8,31 кДж/моль – универсальная газовая постоянная.

природных объектов и систем) - качественная и количественная характеристика множества их функциональных и интегративных реальных и потенциальных возможностей, множества их признаков, параметров в пространстве и времени (см. например, стационарное состояние).

Отличное определение

Неполное определение ↓

СОСТОЯНИЕ

совокупность основных параметров и характеристик какого-либо объекта, явления или процесса в определенный момент (или интервал) времени. Бытие этого объекта, явления или процесса выступает как развертывание, последовательная смена его состояний. Понятие состояния имеет исключительно широкое применение. Так, говорят о газообразном состоянии вещества, о состоянии движения тела, о болезненном состоянии человека, о состоянии морали в обществе и т. п.

Особенно существенно понятие для характеристики динамических систем. Оно предстает как реализация в некоторый момент времени параметров (свойств), определяющих поведение и развитие системы. Законы динамики систем и есть законы взаимосвязи состояний во времени. Связь состояний принято характеризовать как выражение принципа причинности: некоторое исходное состояние системы в сочетании с внешними воздействиями, которые испытывает система в рассматриваемый промежуток времени, есть причина его последующих состояний. Понятие состояния является центральным при изучении изменений, движения и развития объектов и систем. Решение конкретных исследовательских задач основывается, с одной стороны, на знании и применении соответствующих законов, а с другой, - на задании начальных условий. «Мир очень сложен, - отмечал Е. Вигнер, - и человеческий разум явно не в состоянии полностью постичь его. Именно поэтому человек придумал искусственный прием - в сложной природе мира винить то, что принято называть случайным, - и т. о. смог выделить область, которую можно описать с помощью простых закономерностей. Сложности получили название начальных условий, а то, что абстрагировано от случайного, - законов природы. Каким бы искусственным ни казалось подобное разбиение мира при самом беспристрастном подходе и даже вопреки тому, что возможность его осуществления имеет свои пределы, лежащая в основе такого разбиения абстракция принадлежит к числу наиболее плодотворных идей, выдвинутых человеческим разумом. Именно она позволила создать естественные науки» (Вигнер Е. Этюды о симметрии. М., 1971, с. 9). Задание начальных условий и есть по существу задание некоторого исходного состояния исследуемой системы, что необходимо для ее дальнейшего анализа.

При определении начального (исходного) состояния нужно учитывать законы взаимосвязей параметров систем, наличие которых приводит к тому, что для описания исходного состояния необходимо задать значения только независимых параметров. Следует, однако, учитывать, что между параметрами систем существуют и субординационные, иерархические зависимости. Для описания состояний особенно сложных, многоуровневых систем необходимо задать и структуру, структурные характеристики. Так, в статистических системах состояния определяются не путем задания характеристик отдельных элементов или индивидуальных состояний каждого элемента, а на языке вероятностных распределений - через характеристику вида, типа распределений. В сложных системах состояния определяются на основе более общих характеристик, относящихся к более высоким уровням организации систем. Тем самым представления о состояниях соотносятся с анализом глубинных свойств исследуемых систем.

Понятие состояния является одним из ключевых для характеристики нелинейных систем и взаимодействий. Свойства нелинейных систем зависят от их состояния. Их важнейшая особенность - нарушение в них принципа суперпозиции: результат одного из воздействий в присутствии другого оказывается не таким, каким он был бы, если бы это другое воздействие отсутствовало. Иначе говоря, аддитивность причин приводит к аддитивности следствий. В нелинейных же системах общий результат ряда воздействий на систему (ее итоговое состояние) определяется не простым суммированием наличных воздействий, но и их взаимовлиянием. Нелинейными являются практически все физические системы; еще более это характерно для химических, биологических и социальных систем, которым присущи качественные преобразования. Поведение систем с возрастанием их сложности все сильнее определяется их внутренней динамикой, которая порождает процессы самоорганизации. Состояния систем изменяются под влиянием не только внешних воздействий, но и по внутренним основаниям. Акцент на этих внутренних основаниях находит выражение в том, что первостепенное внимание начинает уделяться таким понятиям и представлениям как неустойчивость, неравновесность, необратимость, самоусиление процессов, бифуркации, многовариантность путей изменения и развития.

Отличное определение

Неполное определение ↓